1、專題31 多檔位問題 知識點剖析物理知識源于生活，又服務于生活，在學習焦耳定律以后，會遇到運用焦耳定律解決電熱毯、電熱水器、電飯鍋、電暖氣等發熱體的檔位問題，也會遇到電吹風、豆漿機等既發熱又做功的用電器的檔位問題。多檔位的實質是利用多開關控制接入電路中電阻的大小，從而改變用電器電功率來實現對檔位的控制。家庭電路中電源電壓u220v，根據知r總 越大，p實越小，檔位越低；r總越小，p實越大，檔位越高。高溫檔：在相同時間內放出的熱量最多，熱功率最大，電阻最小；中溫檔：在相同時間內放出的熱量低于高溫檔，熱功率低于高溫檔，電阻高于高溫檔；低溫檔：在相同時間內放出的熱量最少，熱功率最小，電阻最大。電路圖

2、（短路式）（并聯式）（單刀雙擲開關）低溫檔閉合s，兩電阻串聯，閉合s，只有r2接入電路，s1斷開，s2接b，r1、r2串聯，中溫檔只閉合s1，斷開s2，只有r1接入電路，高溫檔閉合s、s0，只有r1接入電路，s、s0均閉合，r1、r2并聯，s1閉合，s2接a，r1、r2并聯，原理利用開關控制局部短路的方式改變接入電路的電阻阻值大小，從而實現不同檔位的切換。利用串并聯電路電阻關系改變接入電路的電阻阻值大小，從而實現不同檔位的切換。利用單刀雙擲開關控制電路的通斷，改變接入電路的電阻大小，從而實現不同檔位的切換。注意：并聯電路中求解總功率時，可以采用兩種方法：方法一：求出總電阻，然后再求解總功率（此

3、方法計算量大，不推薦）；方法二：根據公式求解較為方便。 考點分析第一類考查：純電阻電路中，對多檔位的識別，對應檔位的電流大小、放出熱量、熱功率、電阻阻值等的計算；第二類考查：電熱綜合計算。純電阻電路中，結合熱學知識對比熱容、溫度變化量、加熱物質質量、熱效率等的計算；第三類考查（拓展考查）：非純電阻電路中，電流通過電動機做功、電動機做機械功、電動機線圈產生熱量的計算，機械效率的計算。 技巧點撥1.電阻的求解由單獨接入一個電阻的檔位對應的功率進行求解；2.串并聯電路中，。 例題賞析例1.如圖所示是xx型“220v 1000w”電飯煲的原理圖。它有高溫和保溫兩檔，通過單刀雙擲開關s進行調節，r0為電

4、熱絲。當開關s接高溫檔時，電路的功率為1000w；當開關s接保溫檔時，電路的總功率為22w。求：（1）電飯煲在高溫檔時，開關s應與哪個觸點連接？（2）電熱絲r0和r的阻值分別為多大？（3）當電飯煲在保溫檔時，實際電流多大？保溫5 min，電熱絲r0消耗的電能是多少？【解答】解：（1）由p可知，在電壓u一定時，電阻r越小，電功率越大，由電路圖可知，s應接2觸點時，電路為r0的簡單電路，電路電阻最小，此時電飯煲功率最大，電飯煲在高溫檔；（2）電飯煲在高溫擋時，電路為r0的簡單電路，由p可得，電熱絲r0的阻值：r048.4；（3）由pui可得，當電飯煲在保溫時實際電流：i0.1a，保溫5min，電熱

5、絲r0消耗的電能：w0i2r0t（0.1a）2×48.4×5×60s145.2j。答：（1）電飯煲在高溫檔時，開關s應與2觸點連接；（2）電熱絲r0的阻值為48.4；（3）當電飯煲在保溫時，實際電流為0.1a；保溫5min，電熱絲r0消耗的電能為145.2j。例2.如圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220 v，它采用了“聰明火”技術，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養和口感，圖乙為其電路原理圖，r1和r2為電阻不變的電熱絲，s1是自動控制開關，將電飯煲接入220 v電路中，在電飯煲工作的30 min內，它消耗的電功率隨時間的變化如圖丙所示.求：

6、（1）510 min，電飯煲的功率；（2）1530 min，電飯煲產生的總熱量；（3）電熱絲r1和r2的阻值分別為多少？ 【解答】（1）由電路圖可知，當開關s和s1都閉合時，電路為r1與r2并聯，電飯煲的功率較大；只閉合開關s、斷開s1時，電路為r1的簡單電路，電飯煲功率較小；由圖乙可知，工作30min中，功率p總660w時的時間t230min15min15min900s，功率p1440w時的時間t115min900s，由qwpt可得，030min內電飯煲產生的總熱量：qq1+q2w1+w總p1t1+p總t2440w×900s+660w×900s9.9×105j；

7、（2）s和s1均閉合，r1和r2并聯；由丙可知p總660w，電路中的總電流：i總3a；（3）電飯煲自動控制開關s1第一次自動斷開前為最大功率，電路的總電阻為：r；實際電壓為198v時的實際功率為：p實534.6w。答：（1）030min，電飯煲產生的總熱量為9.9×105j；（2）s和s1均閉合，電路中的總電流為3a；（3）當實際電壓為198v時，該電飯煲自動控制開關s1第一次自動斷開前的實際功率為534.6w。例3.小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術參數如下表.電吹風在額定電壓下工作，請解答如問題：（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？（2）電熱絲工作時

8、的電阻是多大？（3）電吹風內電動機的電阻是1，電吹風吹冷風5min產生的熱量是多少？機械效率為多少？【解答】（1）當吹冷風時，只有電動機工作，其功率p1110w，由pui可得，通過電動機的電流：i10.5a；（2）當電吹風吹熱風時，電動機和電熱絲同時工作，電動機與電熱絲并聯，總功率p1210w，則電熱絲的電功率：p2pp11210w110w1100w，由p可得，電熱絲的電阻值：r44；（3）t5min300s，則電吹風吹冷風5min產生的熱量（電流通過電動機產生的熱量）：q1i12r1t（0.5a）2×1×300s75j。答：（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是0.5a；（2）電熱絲工作時的電阻是44；（3）電吹風內電動機的電阻是1，電吹風吹冷風5min產生的熱量是75j。電熱綜合計算例4.如圖所示的某應急燈和它的銘牌，兩個燈泡是并聯，當外部電路停電時應急燈亮，這時電池電壓為6 v，額定功率為2×103w。（1）通過兩燈的總電流是多少a？2 min所消耗的電能是多少？（2）如果2 min內消耗的電能全部轉化為內能，能否使20 、1 kg的水溫度上升到30 ？【解答】（1）由pui可得，通過兩燈的總電流：i1a；（2）由p可得